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专利号: 2019113163279
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种井下救援机器人系统,其特征在于,包括:用于置于地面的外部处理器(6)和用于置于井下的井下救援机器人(8);其中,所述井下救援机器人(8)与所述外部处理器(6)电性连接,所述井下救援机器人(8)用于获取井下的生态地理信息,根据所述井下的生态地理信息确定出井下的救援信息图,并根据所述救援信息图控制自身运动至待救援位置,以及将所述井下的生态地理信息和自身的运动信息发送至所述外部处理器,以使所述外部处理器获知井下的情况和状态;所述生态地理信息包括:井下的环境信息、井下地理情况的信息和待救援人员的位置信息;

所述外部处理器(6)与所述井下救援机器人(8)通过自动中继数传电台(7)进行通信,所述自动中继数传电台(7)用于将每一帧搜救信息图回传至所述外部处理器(6);

所述搜救信息图包括:实时定位井下周围环境的三维地图信息,待救援人员的位置坐标信息,根据井下各气体浓度、环境温湿度获得的周围环境爆炸危险等级和有害气体风险等级;在所述搜救信息图中,爆炸危险等级、有害气体风险等级以不同颜色标注,并配有相应文字说明;

所述外部处理器(6)还用于向所述井下救援机器人(8)发送对井下任一位置进行检测的信号;所述井下救援机器人(8)还用于根据所述检测信号运动至对应位置,并将该位置处检测到的生态地理信息发送给所述外部处理器(6);

所述井下救援机器人(8)包括:

主体(1);

至少三个行动肢(2),沿所述主体(1)的周向均匀设置,并且,每个所述行动肢(2)均可相对于所述主体(1)转动;

第一检测装置(3),设置于所述主体(1),用于检测所述井下的生态地理信息;

第二检测装置(4),用于检测所述主体(1)的运动信息;

控制装置(5),设置于所述主体(1)且与所述第一检测装置(3)、所述第二检测装置(4)、各所述行动肢(2)和外部处理器(6)均电性连接,用于根据接收到的所述生态地理信息和所述运动信息控制各所述行动肢(2)运动至待救援位置,以及将所述生态地理信息和所述运动信息发送给所述外部处理器(6);

每个所述行动肢(2)均包括:

三个行动节机构(21),三个所述行动节机构(21)依次串联连接且均与所述控制装置(5)相连接,其中一个行动节机构(21)与所述主体(1)相连接,并且,与所述主体(1)相连接的行动节机构可沿所述主体(1)的横向转动,另两个所述行动节机构(21)均可沿所述主体(1)的竖向转动;

接触体(22),设置于最外侧的行动节机构(21)且与地面相接触;

缓冲机构,设置于所述接触体(22),用于在所述接触体(22)与地面相接触时对各所述行动节机构(21)进行缓冲;

所述接触体(22)包括:接触部(221)和内部中空的连接部(222);所述连接部(222)与最外侧的行动节机构相连接,所述接触部(221)可滑动地穿设于所述连接部(222)且第一端置于所述连接部(222)内,所述接触部(221)的第二端与地面相接触;

所述缓冲机构包括:减震弹簧(23);所述减震弹簧(23)设置于所述连接部(222)的内部,并且,所述减震弹簧(23)与所述接触部(221)的第一端相连接;

所述接触部(221)包括:主体段和足端段,所述主体段的第一端呈T字形,所述主体段的第一端可滑动地置于所述连接部(222)内且与所述减震弹簧(23)相连接,所述主体段的第二端与所述足端段相连接,所述足端段与地面相接触。

2.根据权利要求1所述的井下救援机器人系统,其特征在于,所述外部处理器(6)还用于向所述井下救援机器人(8)发送恢复运动指示信号;

所述井下救援机器人(8)还用于根据所述恢复运动指示信号和所述生态地理信息运动至待救援位置。

3.根据权利要求1所述的井下救援机器人系统,其特征在于,所述第一检测装置(3)包括:

环境检测机构(31),设置于所述主体(1),用于检测所述井下的环境信息;所述环境信息包括:所述井下各种气体的浓度和所述井下的温度、湿度;

位置检测机构(32),设置于所述主体(1),用于检测待救援人员的位置信息;

地图检测机构(33),设置于所述主体(1),用于检测所述井下的地理信息;

所述控制装置(5)与所述环境检测机构(31)、所述位置检测机构(32)和所述地图检测机构(33)均电性连接,用于根据接收到的所述环境信息、所述位置信息和所述地理信息确定救援信息图,并根据所述救援信息图控制各所述行动肢(2)运动,以及将所述救援信息图发送给所述外部处理器(6)。

4.根据权利要求3所述的井下救援机器人系统,其特征在于,所述位置检测机构(32)包括:

生命探测器(321),可相对于所述主体(1)转动地设置于所述主体(1)的顶部且与所述控制装置(5)电性连接,用于检测待救援人员的位置信息,并将所述待救援人员的位置信息发送给所述控制装置(5)。

5.根据权利要求3所述的井下救援机器人系统,其特征在于,所述第二检测装置(4)包括:

形态检测器(41),设置于所述主体(1),用于检测所述主体(1)的形态;

里程检测器(42),设置于所述主体(1),用于检测所述主体(1)的运动里程;

所述控制装置(5)还与所述形态检测器(41)和所述里程检测器(42)均电性连接,用于接收所述主体(1)的形态和运动里程,并根据所述救援信息图以及所述主体(1)的形态和运动里程控制各所述行动肢(2)运动。

6.根据权利要求5所述的井下救援机器人系统,其特征在于,所述第二检测装置(4)还包括:

至少三个第一运动检测器(43),各所述第一运动检测器(43)一一对应地设置于各所述行动肢(2),每个所述第一运动检测器(43)均用于检测对应的行动肢(2)在垂直方向上的运动信息;

至少三个第二运动检测器(44),各所述第二运动检测器(44)一一对应地设置于各所述行动肢(2),每个所述第二运动检测器(44)均用于检测对应的行动肢(2)在水平方向上的运动信息;

所述控制装置(5)还与各所述第一运动检测器(43)和各所述第二运动检测器(44)均电性连接,用于接收各所述行动肢(2)在垂直方向和水平方向的运动信息,并根据所述救援信息图和各所述行动肢(2)的运动信息控制各所述行动肢(2)的运动。

7.一种井下救援方法,该方法采用如权利要求1至6中任一项所述的井下救援机器人系统进行井下救援,其特征在于,包括如下步骤:置于井下的井下救援机器人获取井下的生态地理信息,并根据所述井下的生态地理信息确定出救援信息图;所述生态地理信息包括:井下的环境信息、井下地理情况的信息和待救援人员的位置信息;

所述井下救援机器人根据所述救援信息图控制自身运动至待救援位置,并将救援信息图与自身运动信息发送至外部处理器,以使所述外部处理器获知井下的情况和状态;

在所述井下救援机器人运动至待救援位置的过程中,所述井下救援机器人接收外部处理器对井下任一位置进行检测的指令,根据所述检测指令控制自身运动至对应位置并获取相应的信息,以及将获取到的信息发送给所述外部处理器。